数字建模联合3D打印在耳郭再造整形中的应用

梁久龙，陶 凯，才 华，王俊歌，付志强，金 元，侯明晓

沈阳军区总医院整形外科近期对先天性小耳畸形需行耳郭再造手术的患儿应用3D打印技术辅助耳郭塑型再造术:术前应用3D打印技术［1］打印出同侧肋软骨、健侧镜像耳软骨及健侧耳的模型，以便在术前预先设计、术中个体化雕塑、术后观察再造耳郭的形态，效果满意，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择沈阳军区总医院整形外科2015年5—9月收治的先天性小耳畸形10例，均为男性;年龄12～22岁，平均16岁。耳郭缺损:左耳8例，右耳2例;7例有部分残耳组织及耳垂存在;7例外耳道闭锁;患耳听力明显较正常耳差，但靠健儿和患耳遗留的听力，可以进行正常学习和生活。

1.2 方法 一期手术全麻下进行第5、6、7、8肋软骨的切取，雕刻耳郭支架，埋置于深筋膜下层。二期手术应用剩余的梭形肋软骨重新塑造耳郭形态［2-5］。术前均预先应用3D打印技术制备同侧肋软骨、健侧耳软骨及健侧耳的模型，术中个体化地进行耳支架雕刻，精确进行耳支架角度的调整。

1.2.1 术前打印3D模型:术前进行肋软骨和健侧耳的三维CT扫描，获得数据，并以此数据由专人制作个体化的3D模型。

1.2.2 术前设计:应用已制备好的3D模型设计耳支架的大小、角度等，同时依据肋软骨模型选取肋软骨的位置设计需取出的肋软骨长度。

1.2.3 手术方法:采用全麻，在患侧胸部第7肋间设计长约4 cm的切口线，沿设计线切开胸部皮肤及皮下，钝性分离肌层，显露5、6、7肋软骨，分离骨膜，切取5、6肋联合部，再将第7肋全长切取。肋软骨切取后，翻转第5、6肋软骨，以其作为基底，参照术前应用3D打印技术打印的健侧耳软骨模型，以刻刀雕刻出与患者健侧耳形态相似的外耳轮、对耳轮、舟状窝、对耳屏、三角窝等结构。第8肋软骨用于架高外耳轮，首先将第八肋侧方切除突起部分，修理整齐，以雕刻刀加深外耳轮内侧面，同时增加肋软骨的弯曲度，将其与第5、6肋软骨雕刻后形成的外耳轮固定，架高外耳轮。第8肋软骨用于架高对耳轮，同样修齐突出部分后，将其较粗大一端纵向劈开，与第6、7肋软骨软骨雕刻所形成的对耳轮固定。第6、7肋多余部分进行耳屏、对耳屏的雕刻、固定［6］。同时，在患侧畸形的耳部设计“W”形的切口线，用小圆刀沿耳后切口线切开皮肤全层，钝性分离耳后浅筋膜层，蒂部留在耳轮顶点上方靠近耳结节处。将已制备好的个体化耳支架置于筋膜下层。

二期手术将留置于腹部皮下的梭形软骨取出，参照3D软骨耳模的角度行进一步雕刻，同时剥离耳后筋膜瓣，将此梭形软骨包绕在其中，最后取断层头皮覆盖。

1.3 观察指标 对本组进行平均3个月的随访，分别对再造耳的形状、美观性、与健侧耳的形态进行对比，同时调查患者的满意度，非常满意5分，满意4分，还可以3分，不满意2分，十分不满意1分。

2 结果

术后随访3个月，本组应用3D打印技术辅助耳郭塑型再造术可准确雕刻出耳支架，使再造耳形态与健侧耳更为相似，患者满意度平均4．5分。

3 讨论

目前耳郭再造术式有如下几种:①先行耳后区皮肤扩张，二期行耳支架植入，三期行耳垂转位。②先行皮肤扩张，二期行耳支架植入，同时行耳后筋膜瓣+植皮。③一期耳支架植入、耳垂转位，二期行颅耳角成形。④使用假体支架。⑤义耳。耳郭再造术式的选择可依照患者的意愿及术者的个人习惯。对于特殊类型的受区，如一期耳再造术失败、烧伤者，Nagata方法不失为一种较好的补救方法，一期耳支架成形后可行颞浅筋膜瓣加植皮修复，二期颅耳角成形可行颞深筋膜瓣加植皮修复。使用假体支架，假体外露发生率较高，已较少使用。对于无法进行或不接受肋软骨耳再造患者，可考虑行义耳安装。

本研究在术前预先为患者打印个体化的3D耳模型，与以往根据日本学者Nagata方法雕耳支架的方法相同，但由于有了个体化的耳模型，术中可以根据模型更加细致、准确地调整耳支架的大小、角度，使得再造耳的形态与健侧耳更为相似，术后无论是正面观还是侧面观，相似程度大大提高。②3D打印技术在各个学科、各个领域有广泛应用［17］，成熟的3D模拟和打印技术将在复杂骨结构和软组织形态的修复重建中广泛应用，并在未来10年中逐步完成对设备平台、材料、方法等的定型。而3D生物打印技术将被引入再生医学及组织工程学研究中，并为临床组织与器官缺损的修复重建提供重要技术支持［8-10］。

数字建模联合3D打印技术近年来在外科领域尤其是颌面外科、骨科等学科的应用较深入。而在整形外科领域先天性小耳郭畸形耳再造整形中的应用还未见文献报道，然而，对于一个器官的再造，尤其是像耳郭这样一个具有许多复杂亚结构单位的器官，需一期就塑造出外耳轮、对耳轮、舟状窝、三角窝、耳甲腔、耳甲艇、耳屏、对耳屏、耳屏间切迹等亚单位结构。同时，每个患者的耳郭有自己的个性化特点，有的外耳轮较高，有的对耳轮较高;有的颅耳角大，有的颅耳角小;有的耳郭总体狭长，而有的宽短。耳郭再造中，对侧(健侧)镜像的3D模型会含有上述所有特征，术者在雕刻肋软骨、塑造耳支架时，会有具体的参照，避免了传统术式的盲目性和随意性。雕刻塑造的耳支架具备个性化，可提高与健侧耳的对称性和相似程度［11-14］。对于二期手术，进行3D打印时，充分考虑镜像耳模型与一期手术再造的耳模型厚度，在计算机上模拟出再造耳二期手术中所需支架的外形和厚度，从而使二期手术再造的耳郭颅耳角与健侧一致。

总之，对先天性小耳畸形患者应用3D打印技术辅助耳郭塑型再造术，再造耳的形态与健侧耳相似程度高，方法可行，效果良好。

［1］ 李青峰．3-D打印技术在整形外科的应用［J］．中国修复重建外科杂志，2014，283(3):266-267．

［2］ Nagata S．Modification of the stages in totoal reconstruction of the auricle:Part I．Grafting the three-dimensional costal cartilage framework for lobule-type microtia［J］．Plast Reconstr Surg，1994，93(2):221-230．

［3］ Brent B．Microtia repair with rib cartilage grafts:A review of per 410 sonal experience with 1000 cases［J］．Clin Plast Surg，2002，29(2):257-271．

［4］ Firmin F．Ear reconstruction in cases of typical microtia:Personal experience based on 352 microtic ear corrections［J］．Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg，1998，32(1):35-47．

［5］ Chia H N，Wu B M．Recent advances in 3D printing of biomaterials［J］．JBiol Eng，2015，9:4．

［6］ Storck K，Staudenmaier R，Buchberger M，et al．Total Reconstruction of the Auricle:Our Experiences on Indications and Recent Techniques［J］．Biomed Res Int，2014，2014:373286．

［7］ 李益敏，郑永生．快速成型技术在颅颌面外科中的应用［J］．中国美容医学，2007，16(9):1309-1311．

［8］ Rozen W M，Ashton M W，Stella D L，et al．The accuracy of computed tomographic angiography for mapping the perforators of the deep inferior epigastric artery:a blinded，prospective cohort study［J］．Plast Reconstr Surg 2008，122(4):1003-1009．

［9］ Gerstle T L，Ibrahim A M，Kim P S，et al．A plastic surgery application in evolution:three-dimensional printing［J］．Plast Reconstr Surg，2014，133(2):446-451．

［10］ Im D D，Paskhover B，Staffenberg D A，et al．Current management of microtia:a national survey［J］．Aesthetic Plast Surg，2013，37(2):402-408．

［11］ Brent B．Auricular repair with autogenous rib cartilage grafts:two decades of experience with 600 cases［J］．Plast Reconstr Surg，1992，90(3):355-376．

［12］ Chen Z C，Goh R C，Chen PK，et al．A new method for the second-stage auricular projection of the Nagata method:Ultra-delicate split-thickness skin graft in continuity with full-thickness skin［J］．Plast Reconstr Surg，2009，124(5):1477-1485．

［13］ Levine JP，Patel A，Saadeh PB，et al．Computer-aided design and manufacturing in craniomaxillofacial surgery:the new state of the art［J］．J Craniofac Surg，2012，23(1):288-293．

［14］ Sharaf B，Levine J P，Hirsch D L，et al．Importance of computer-aided design and manufacturing technology in the multidisciplinary ap-proach to head and neck reconstruction［J］．JCraniofac Surg，2010，21(4):1277-1280．